Alors que les approches standards de résolution de la structure électronique présentent un coût de calcul à la puissance 3 par rapport à la complexité du problème, des solutions permettant d’atteindre un régime asymptotique linéaire,O(N), sont maintenant bien connues pour le calcul de l'état fondamental. Ces solutions sont basées sur la "myopie" de la matrice densité et le développement d'un cadre théorique permettant de contourner le problème aux valeurs propres. La théorie des purifications de la matrice densité constitue une branche de ce cadre théorique. Comme pour les approches de type O(N) appliquées à l'état fondamental,la théorie des perturbations nécessaire aux calculs des fonctions de réponse électronique doit être révisée pour contourner l'utilisation des routines coûteuses.L'objectif est de développer une méthode robuste basée uniquement sur la recherche de la matrice densité perturbée, pour laquelle seulement des multiplications de matrices creuses sont nécessaires. Dans une première partie,nous dérivons une méthode de purification canonique qui respecte les conditions de N-representabilité de la matrice densité à une particule. Nous montrons que le polynôme de purification obtenu est auto-cohérent et converge systématiquement vers la bonne solution. Dans une seconde partie, en utilisant une approche de type Hartree-Fock, nous appliquons cette méthode aux calculs des tenseurs de réponses statiques non-linéaires pouvant être déterminés par spectroscopie optique. Au delà des calculs à croissance linéaire réalisés, nous démontrons que les conditions N-representabilité constituent un prérequis pour garantir la fiabilité des résultats. / Whereas standard approaches for solving the electronic structures present acomputer effort scaling with the cube of the number of atoms, solutions to overcomethis cubic wall are now well established for the ground state properties, and allow toreach the asymptotic linear-scaling, O(N). These solutions are based on thenearsightedness of the density matrix and the development of a theoreticalframework allowing bypassing the standard eigenvalue problem to directly solve thedensity matrix. The density matrix purification theory constitutes a branch of such atheoretical framework. Similarly to earlier developments of O(N) methodology appliedto the ground state, the perturbation theory necessary for the calculation of responsefunctions must be revised to circumvent the use of expensive routines, such asmatrix diagonalization and sum-over-states. The key point is to develop a robustmethod based only on the search of the perturbed density matrix, for which, ideally,only sparse matrix multiplications are required. In the first part of this work, we derivea canonical purification, which respects the N-representability conditions of the oneparticledensity matrix for both unperturbed and perturbed electronic structurecalculations. We show that this purification polynomial is self-consistent andconverges systematically to the right solution. As a second part of this work, we applythe method to the computation of static non-linear response tensors as measured inoptical spectroscopy. Beyond the possibility of achieving linear-scaling calculations,we demonstrate that the N-representability conditions are a prerequisite to ensurereliability of the results.

À partir du moteur d’annotation sémantique Excom, nous avons élaboré un systèmede recherche d’informations qui repose sur des catégories sémantiques issues d’analyses linguistiquesautomatiques afin de proposer une approche de fouille textuelle innovante. Les annotationssont obtenues par la méthode d’Exploration Contextuelle faisant appel à une modélisationdes connaissances linguistiques sous forme de marqueurs et de règles. Le traitement des requêtesselon des points de vue de fouille se trouve au coeur de la stratégie de recherche d’informations.Pour cela, notre approche s’appuie sur des catégories d’annotation organisées en ontologies linguistiquessous forme de graphes. Afin d’offrir à l’utilisateur des résultats pertinents, nous avonsmis en place des algorithmes d’ordonnancement des réponses et de gestion de la redondance.Ces algorithmes reposent principalement sur la structure des ontologies linguistiques utiliséespour l’annotation. Nous avons proposé une évaluation de la pertinence des résultats en tenantcompte de la spécificité de l’approche. Les interfaces que nous avons développées permettent laconstruction de nouveaux produits documentaires tels que les fiches de synthèse offrant une extractiond’informations structurées selon des critères sémantiques. Cee approche a égalementpour vocation de proposer des outils dédiés à la veille stratégique et à l’intelligence économique. / Using the Excom engine for semantic annotation, we have constructed an InformationRetrieval System based on semantic categories from automatic language analyses in order topropose a new approach to text search. e annotations are obtained by the Contextual Explorationmethod which is a knowledge based linguistic approach using markers and disambiguationrules. e queries are formulated according to search viewpoints which are at the heart of theInformation Retrieval strategy. Our approach uses the annotation categories which are organisedin linguistic ontologies structured as graphs. In order to provide relevant results to the user,we have designed algorithms for ranking and paraphrase identification. ese algorithms exploitprincipally the structure of the linguistic ontologies for the annotation. We have carriedout an evaluation of the relevance of the system results taking into account the specificity ofour approach. We have developed user interfaces allowing the construction of new informationproducts such as structured text syntheses using information extraction according to semanticcriteria. is approach also aims to offer tools in the field of economic intelligence.

Les théories sur le soi ont postulé que celui-ci serait ancré dans le suivi des signaux viscéraux par le cerveau. Cependant, peu de preuves expérimentales soutiennent ce postulat. L’objectif de cette thèse était de tester si on peut trouver un lien entre couplage cœur-cerveau et soi. Nous avons opérationnalisé le concept de soi en définissant deux dimensions: le «Je», expérientiel, et le «Moi», introspectif.Nous avons d’abord montré, en magnétoencéphalographie, que le rapport au soi des pensées spontanées est encodé dans l’amplitude des réponses évoquées aux battements cardiaques (heartbeat-evoked responses, HERs), dans les régions médiales du réseau du mode par défaut. Les HERs dans le cortex cingulaire postérieur et precuneus ventral encodent le «Je», alors que la dimension «Moi» est associée à des HERs dans le cortex préfrontal ventromédian. De plus, ces résultats sont spécifiques de chacune des dimensions du soi.Nous avons ensuite étendu ces résultats à l’aide d’enregistrements intracérébraux. Nous avons montré une covariation entre l’amplitude des HERs et le rapport au soi des pensées, essai par essai. Une analyse de l’insula antérieure droite a démontré que les HERs dans cette région sont modulés par la dimension «Je».Dans une tâche d’imagination, nous avons trouvé que dans les régions motrices médiales et le cortex préfrontal ventromédian, l’amplitude des HERs varie en fonction de la personne imaginée, soi-même ou un ami.Les signaux cardiaques pourraient donc contribuer à l’établissement d’un référentiel centré sur le corps, utilisé par le cerveau pour attribuer un «label soi» aux pensées. Ceci pourrait constituer un mécanisme pour l’implémentation du soi. / The self has been hypothesized to be anchored in the neural monitoring of visceral signals; yet experimental evidence is scarce. The goal of this thesis was to address this question, by testing whether we could find a link between heart-brain coupling and the self. We operationalized the concept of self by defining two self-dimensions: the experiential “I” and the introspective “Me”. We showed in a first magnetoencephalography (MEG) experiment, that the self-relatedness of spontaneous thoughts was encoded in the amplitude of heartbeat-evoked responses (HERs), in midline regions of the default-network. HERs in the posterior cingulate cortex / ventral precuneus encoded the “I” dimension, whereas the “Me” dimension was associated with HERs in the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC). In addition, these results were specific to each self-dimension.In a second study, we extended these results using intracranial recordings and new analyses of the MEG data. Here, HER amplitude co-varied with the self-relatedness of spontaneous thoughts, at the single trial level. Moreover, an analysis of the right anterior insula showed that HERs in this region were also associated with the “I”. A third study aimed at testing these results in the context of oriented thoughts, in an imagination task. We found that HER amplitude in medial motor regions (anterior precuneus, mid-cingulate and supplementary motor area), and vmPFC, varied depending on whether the self or a friend was being imagined. Cardiac signals could contribute to a body-centered reference frame, to which the brain would refer to in order to tag thoughts as being self-related. This could be a mechanism for implementing the self.

Infectant près de 185 millions d’individus dans le monde, le virus de l’hépatite C (VHC) est une cause importante d’hépatite virale chronique, qui mène éventuellement à la cirrhose et au carcinome hépatocellulaire. Dans les pays développés, la principale cause d’infection chez les enfants est la transmission de la mère à l’enfant (TME) durant la grossesse ou lors de l’accouchement et qui se produit dans <10% des cas. L’évolution de l’hépatite C lors de la grossesse est mal comprise, on observe une augmentation de la charge virale au 3e trimestre de la grossesse qui redescend suite à l’accouchement. Cette diminution s’accompagne d’une augmentation significative des marqueurs sériques d’inflammation du foie et d’une détérioration de la fonction hépatique chez une proportion importante des femmes infectées. Le développement de modèles de culture in vitro a permis de reconnaître l’implication de la réponse humorale neutralisante anti-VHC dans la progression clinique de l’hépatite C. Par contre, l’impact des anticorps (AC) neutralisants et non-neutralisants dans la pathologie de l’hépatite C en grossesse reste un sujet peu étudié. Dans cette étude, nous avons mis en évidence que la pression sélective exercée par les réponses neutralisantes anti-VHC menait à une diversification de la quasiespèce du VHC chez les femmes mono-infectées ou co-infectées par le VIH. Cette diversification est associée à une fréquence réduite de TME et à des niveaux d’inflammation hépatique plus faible chez les patientes mono-infectées uniquement. Chez les patientes co-infectées, la diversification de la quasiespèce et la présence de réponses neutralisantes ne suffisent pas à diminuer les risques de TME. Nous proposons également un rôle pour les anticorps (AC) non-neutralisants dans l’exacerbation de l’inflammation hépatique chez les femmes ne présentant pas de réponses neutralisantes anti-VHC. Cette inflammation pourrait être reliée à la cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (ADCC), dont le rôle dans le contrôle de la virémie reste à déterminer. Les différentes avenues entreprises afin d’élaborer un essai permettant de quantifier la réponse ADCC spécifique au VHC seront exposées dans cet ouvrage. Cette étude a ainsi contribué à mieux comprendre le rôle des réponses humorales neutralisantes et l’implication probable de l’ADCC dans la pathogénèse de l’hépatite C en grossesse. / Almost 185 million people worldwide are infected with hepatitis C virus (HCV) and are at risk of developing cirrhosis and hepatocellular carcinoma. In developed countries, the major cause of infection in children is mother-to-child transmission (MTCT), which occurs in <10% of cases during pregnancy or at delivery. For reasons that remain poorly understood, HCV viral load increases in the third trimester of gestation and decreases following delivery. This situation is often followed by elevated serum markers of liver inflammation and by an exacerbation of hepatic pathology in an important fraction of infected women. The development of in vitro culture models enabled the recognition of the implication of humoral immune responses in the clinical evolution of hepatitis C. Nonetheless, the impact of neutralizing antibodies (AB) and non-neutralizing AB in the pathology of hepatitis C in pregnancy has been under-investigated. In this study, we report evidence that the selective pressure exerted by the neutralizing responses against HCV is responsible for the diversification of HCV quasispecies in HCV mono-infected women and women co-infected with HCV and HIV. This diversification was associated with a reduced frequence of MTCT and with reduced hepatic inflammation in mono-infected patients only. In co-infected patients, quasispecies diversification and the presence of neutralizing antibodies are not sufficient to reduce the risk of MTCT. We also propose a role for non-neutralizing AB in the exacerbation of hepatic inflammation in women without neutralizing activity against HCV. The elevated hepatic inflammation could be linked to the antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC), the role of which has yet to be defined in the control of HCV viremia. In the aim of elaborating a quantitative assay to measure ADCC specific for HCV, different approaches have been tested and will be presented in this monograph. This study has contributed to a better understanding of the role of neutralizing humoral responses and the likely implication of ADCC in the pathogenesis of hepatitis C in pregnancy.

Parmi les différents procédés d’élaboration de minigranules, le procédé d’extrusion-sphéronisation présente de nombreux avantages, puisqu’il permet notamment d’élaborer des minigranules fortement chargées en principe actif et d’éviter l’emploi de solvants organiques. Ce travail a pour objectif de comparer les performances de plusieurs systèmes d’extrusion à vis, de l’échelle du laboratoire jusqu’à la transposition à l’échelle industrielle. Pour cela, des plans d’expériences ont été construits afin d’identifier les variables critiques et de sélectionner l’extrudeur le plus favorable selon différentes approches spécifiques à cette étude. En effet, le système d’extrusion idéal est défini dans ce travail comme celui donnant les meilleurs résultats en termes de productivité et de caractéristiques des minigranules (« qualité »), entraînant le moins d’impact sur le produit après transposition d’échelle (« transposabilité »), montrant le moins d’influence sur le produit lorsque la formule utilisée change (« robustesse »), et permettant d’ajuster ou d’améliorer la qualité des minigranules lorsque les conditions opératoires varient (« flexibilité »). Quelle que soit l’approche étudiée, les résultats ont permis de mettre en évidence l’influence de paramètres critiques et de leurs interactions sur les différentes réponses et ont montré des différences entre les différents systèmes d’extrusion. L’étude à l’échelle du laboratoire a permis de comparer les extrudeurs radial, dôme et frontal et a mis en évidence l’intérêt des systèmes frontal et dôme en termes de qualité des minigranules, et du système radial en termes de robustesse et de flexibilité du procédé. L’étude à l’échelle industrielle a permis de comparer les extrudeurs radial et frontal, et a permis d’identifier l’extrudeur frontal comme étant le plus favorable en termes de qualité des minigranules, de robustesse, de flexibilité et de transposabilité. Les conclusions observées à l’échelle industrielle sont donc différentes de celles considérées à l’échelle du laboratoire, pour l’étude comparative des différents systèmes. Cela confirme l’importance de tester les systèmes à échelle industrielle avant l’acquisition d’un équipement. / Among the various methods of developing minigranules, extrusion-spheronization has many advantages, particularly since it allows to develop minigranules highly charged with active pharmaceutical ingredient and to avoid the use of organic solvents. This work aims to compare the performance of several extrusion screws systems, from the lab to the scale-up at industrial scale. Designs of experiments were built to identify critical variables and compare the extruder in terms of different approaches specific to this study. As a matter of fact, the ideal extrusion system is defined in this work as the one which gives the best results in terms of productivity and pellets characteristics (“quality”), the one which shows less impact on the product after scaling-up (“scalability”), the one which shows the less influence on these same properties when the formula used changes (“robustness”), and the one which allows the possibility to adjust or improve pellets properties with operating variables (“flexibility”). Whatever the approach studied, the results allowed to highlight the influence of critical parameters and their interactions on the different responses and showed differences between the different extrusion systems. The study at lab scale compared radial, dome and axial extruders and underlined the interest of axial and dome systems in terms of pellets quality, and radial system in terms of process robustness and flexibility. The study at industrial scale compared radial and axial systems, and identified the axial system as the most favorable in terms of pellets quality , robustness, flexibility and scalability. The conclusions observed at industrial scale are different from those observed at lab scale for the different systems comparative study. This confirms the importance to test systems at industrial scale before investing in one equipment.

Afin de répondre à la diversification des objectifs de la filière laitière (ex. efficacité alimentaire, santé et longévité des animaux, etc.), et ceci dans un contexte de forte volatilité des prix du lait et des intrants, la quantification des réponses multiples aux changements de régimes alimentaires représente un intérêt afin d’aider les producteurs laitiers à optimiser la ration des animaux. Le principal objectif de ce travail a consisté à développer et évaluer un modèle de prédiction des réponses de l’ingestion, de la quantité et composition du lait aux changements de régimes alimentaires chez la vache laitière. Une méta-analyse a ainsi été appliquée sur une grande base de données de la littérature afin de quantifier la réponse de l’ingestion aux régimes, et les réponses laitières (quantité totale, sécrétion des composants du lait et composition du lait) aux changements d’énergie nette (UFL) et protéines métabolisables (PDI) de la ration. Un élément clé dans le développement de ces équations de réponses était qu’elles soient applicables à travers différent potentiel laitier. Ceci a pu être atteint en exprimant les apports PDI et UFL par rapport à une situation nutritionnel pivot, qui correspond à une efficacité d’utilisation des PDI de 67% et une efficacité d’utilisation des UFL par lait de 100% (équivalente à un bilan énergétique nul). Construite à partir des efficacités PDI et UFL, une approche a été proposée pour estimer les apports PDI et UFL à la situation pivot, à partir desquels les équations de réponses peuvent s’appliquer. Evalué sur deux jeux de données indépendants, cette approche a permis de prédire les réponses de production laitière, productions de matières grasses, lactose et protéines du lait aux changements d’apports PDI et UFL avec une bonne précision pour des rations considérablement différentes, et à travers différents stades de lactation. Dans un autre modèle, les effets du stade physiologique (stade de lactation, stade de gestation, croissance) sur les performances animal, i.e. production laitière, productions de matières grasses, lactose et protéines du lait, changement de composition corporelle et ingestion, ont été quantifiés à travers des animaux de potentiel laitier différent. Il a été constaté que la structure du modèle était adéquate pour simuler les performances de différentes races laitières (Holstein, Rouge Danoise et Jersiaise). Afin de prédire les conséquences d’un changement alimentaire sur le long terme, les équations de réponses, centrées sur la situation nutritionnel pivot, ont été intégrées au sein du modèle dynamique. Cette intégration a pu se faire en appliquant le concept du pivot au modèle dynamique afin d’obtenir des courbes pivot, à partir desquelles les lois de réponses s’appliquent. Le modèle construit est le premier à intégrer les deux grands types de régulation biologique (homéostase et l’homéorhèse) chez la vaches laitière permettant de prédire les performances animales à partir d’une définition précise du potentiel laitier. / In order to better cope with the increasing diversity of objective in dairy production (e.g. feed efficiency, animal health, animal longevity, etc.) in a context of high volatility of feed and milk prices, quantification of animal’s multiple responses to dietary changes is of particular interest to help dairy farmers in optimizing the diet. The main aim of the present study was to develop and evaluate a model to predict the responses in dry-matter intake, milk yield, milk component yields and contents to changes in dietary composition in dairy cows. A meta-analysis of the literature was conducted to quantify dry-matter intake response to changes in diet composition, and milk responses (yield, milk component yields and milk composition) to changes in dietary net energy (NEL) and metabolizable protein (MP) in dairy cows. A key point in the development of these response equations was that they could be apply on animals of varying production potential. This was achieved by expressing MP and NEL supply relative to a pivot nutritional status, defined as the supply of MP and NEL resulting to MP efficiency of 0.67 and NEL efficiency of 1. Based on MP and NEL efficiency, an approach was proposed to estimate the pivot MP and NEL supplies, around which the response equations can be applied. Evaluated with two independent datasets, this approach predicted milk yield and milk component yields responses to change in MP and NEL supply with a good accuracy for diets that are substantially different, and across all stages of lactation. In another model, the effect of physiological status (lactation stage, gestation, growth) on animal performance, i.e. milk yield, milk component yields, body composition change and dry-matter intake, were quantified across a range of animal potential. It was found that the model structure was adequate to simulate performance of different dairy breeds (Holstein, Danish Red and Jersey). To predict the long-term consequences of a dietary change, response equations, centred on the pivot nutritional status, were integrated into the dynamic model. This integration has been possible by applying the pivot concept into the dynamic model. This way, lactation pivot curves were calculated, from which response equations are applied. The model built is the first to integrate the two major biological regulations (homeostasis and homeorhesis) in dairy cows that predicts animal performance using a precise definition of milk potential.

La présence de réponses manquantes pour certains items d’une échelle de mesure est un phénomène que tout chercheur est susceptible de rencontrer au cours de ses travaux. Bien que les biais que peut causer un traitement inadéquat de cette non-réponse soient connus depuis près de 30 ans (Rubin, 1976), les connaissances quant à l’efficacité des diverses méthodes de traitement des valeurs manquantes sont encore très restreintes. La présente étude vise à faire évoluer les connaissances et les pratiques concernant le traitement des valeurs manquantes dans le contexte d’utilisation d’échelles de type Likert. Le problème fondamental que posent les valeurs manquantes est qu’il est impossible de ne pas en tenir compte lors de l’application d’une méthode d’analyse statistique. La majorité de ces méthodes ayant été développées pour traiter des matrices de données complètes. Les modèles de mesure utilisés dans le traitement des données issues d’échelles de type Likert n’échappent pas à cette réalité. Deux modèles de mesure sont étudiés plus en profondeur dans ce projet soit, le modèle classique et le modèle gradué de Samejima. La recherche entreprise avait comme objectif d’évaluer l’efficacité de cinq méthodes de traitement des valeurs manquantes, dont la méthode d’imputation multiple. De plus, il était visé d’évaluer l’impact du nombre de sujets, du nombre d’items et de la proportion des valeurs manquantes sur l’efficacité des méthodes. Les résultats issus de cette recherche semblent suggérer que la méthode d’imputation multiple présente une efficacité supérieure aux autres méthodes bien que, tout dépendant du modèle de mesure considéré, d’autres méthodes plus simples semblent aussi efficaces. Il importe de noter en conclusion qu’aucune méthode de traitement ne peut éliminer complètement les biais causés par les valeurs manquantes et qu’à ce sujet, il serait préférable de prévenir plutôt que de guérir. / The presence of missing answers for some items of a scale of measurement is a phenomenon which any researcher is suitable to meet during his work. Although bias that an inadequate treatment of this non-response can cause are known since nearly 30 years (Rubin, 1976), knowledge of the effectiveness of the various missing values treatment is still very restricted. The present study aims at making knowledge and practices concerning the treatment of the missing values evolve in the context of Likert type scale. The fundamental problem that missing values pose is that it is impossible not to take it into account at the time of the application of a method of statistical analysis, the majority of these methods having been developed to treat matrices of complete data. The models of measurement used in the analysis of Likert type scale data do not escape from this reality. Two models of measurement are studied more in-depth in this project, the classical test model and the Samejima graded model. The main objective of the research undertaken is to evaluate the effectiveness of five missing values treatment, including the multiple imputation method. Moreover, it was aimed to evaluate the impact of the number of subjects, the number of items and the proportion of the missing values on the effectiveness of the methods. The results of this research seem to suggest that the effectiveness of multiple imputation is higher than the other methods, although depending on the model of measurement considered, other simpler methods seem also effective. In conclusion, it is important to note that because no method of treatment can eliminate completely the bias caused by the presence of missing values, it would be preferable to prevent rather than to cure.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Outre ses effets sur le système visuel classique permettant la formation des images, la lumière agit sur plusieurs fonctions « non-visuelles ». Celles-ci incluent la constriction pupillaire, la température corporelle, la sécrétion hormonale, le cycle veille-sommeil, la vigilance et les performances cognitives. Les fonctions non-visuelles sont préférentiellement sensibles aux lumières à longueurs d’ondes courtes (lumière bleue) en comparaison aux longueurs d’ondes plus longues (lumière verte). Il est proposé que le vieillissement s’accompagne d’une diminution de la sensibilité des fonctions non-visuelles à la lumière. Cette recherche vise à évaluer les effets de l’âge sur la constriction pupillaire et la sensibilité cérébrale à la lumière lors de l’exécution de tâche cognitive. Deux groupes de sujets, 16 jeunes (18-30 ans) et 14 âgés (55-70 ans), ont suivis un protocole de pupillométrie visant à mesurer la dynamique pupillaire lors d’exposition à des lumières bleues et vertes monochromatiques de trois intensités différentes. Les résultats ont montré davantage de constriction en bleu qu’en vert et des effets plus importants suivant l’augmentation de l’intensité lumineuse. Nos résultats ne montrent cependant pas de différence d’âge sur la constriction pupillaire à la lumière suggérant la préservation de cette réponse non-visuelle. Dans un deuxième temps, les mêmes sujets ont exécuté une tâche cognitive en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) tandis qu’ils étaient maintenus dans la noirceur, ou exposés à des lumières bleues. Les résultats ont montré une diminution des effets de la lumière avec l’âge dans le thalamus, l’amygdale, l’insula et l’aire ventrale tegmentale, régions engagées dans la vigilance, l’attention et les processus émotionnels. Les modifications qui s’opèrent sur les différentes fonctions non-visuelles avec l’âge ne semblent pas homogènes. Ces résultats corroborent les évidences animales qui montrent différents seuils de sensibilités à la lumière et la présence de réseaux neuronaux partiellement indépendants pour les diverses réponses non-visuelles. De plus, ils sont les premiers à démontrer que les effets neuronaux stimulants de la lumière bleue sur la cognition sont diminués avec l’âge. Les recherches devront évaluer si cette diminution de sensibilité influence les performances cognitives au cours du vieillissement. Enfin, un raffinement de nos connaissances permettra de mieux adapter l’environnement lumineux avec l’âge. / Notwithstanding its effects on the classic visual system allowing image formation, light acts upon several «non-visual» functions including body temperature, hormonal secretions, sleep-wake cycle, alertness and cognitive performances. Results have shown that non-visual functions are maximally sensitive to blue wavelength (460-480nm), in comparison the longer light wavelengths (i.e. green: 550nm). Changes as to the sensitivity of these responses during the aging process were reported. In our research project, two groups of subjects, 16 young (18-30) and 14 older (55-70), followed a pupillometry protocol in order to measure the pupillary dynamic while being exposed to three different intensities of blue and green monochromatic lights. Results revealed more constrictions in blue than in green lights, and significant effects following the increase of light intensity. Our results also demonstrated a similar pupillary constriction between the two age groups, suggesting that this non-visual response remains intact with age. In the second phase, the same subjects executed cognitive tasks involving functional magnetic resonance imaging while maintained in darkness, or exposed to blue monochromatic lights. Results indicate a decrease of the impact of light with age namely, at the level of the thalamus, amygdala, insula and in the tegmental ventral area. These brain regions are involved in alertness, awakeness, attention and emotional processes. Consequently, the modifications which occur in the different non-visual responses during the aging process do not appear to be homogeneous. Our results are coherent with animal evidences which demonstrate different sensitivity thresholds to light and the presence of neuronal networks partially independent for various non-visual responses. In addition, they are the first indications of a decrease of the stimulating neuronal effects of light during the aging process. Future studies will help to verify whether the brain sensitivity reduction is linked to age-related behavioral differences. A better understanding of light effects on non-visual functions will permit an adapted light exposure in healthy aging and will also contribute to optimal lighting environment.

Le risque de chute est une problématique bien présente chez les personnes âgées ou ayant une atteinte neurologique et reflète un déficit des mécanismes neuronaux assurant l’équilibre. De précédentes études démontrent que l’intégration des informations sensorielles est essentielle au contrôle de l’équilibre et que l’inhibition présynaptique (IP) serait un mécanisme important dans le contrôle de la transmission sensorielle. Ainsi, le but de cette étude était d’identifier la contribution du mécanisme d’IP à l’induction de réponses posturales efficaces suite à une perturbation d’équilibre. Notre hypothèse est qu’une diminution d’IP contribuerait à l’induction des ces réponses, en augmentant l’influence de la rétroaction sensorielle sur les réseaux de neurones spinaux. Afin de démontrer cette hypothèse, nous avons d’abord évalué l’excitabilité spinale pendant les perturbations vers l’avant ou vers l’arrière, à l’aide du réflexe H. L’excitabilité spinale était modulée selon la direction de la perturbation et cette modulation survenait dès 75 ou 100 ms (p<0.05), soit avant l’induction des réactions posturales. Puis, à l’aide de techniques plus précises de convergence spinale, nous avons démontré que l’IP était diminuée dès 75 et 100 ms dans les deux directions, suggérant que la transmission des informations sensorielles vers la moelle épinière est accrue juste avant le déclenchement de la réponse posturale. Cette étude met en évidence un mécanisme-clé permettant d’augmenter la rétroaction des informations sensorielles nécessaires à l’induction de réponses posturales appropriées. L’évaluation de ce mécanisme pourrait mener à une meilleure identification des individus à risque de chute. / Falls are a significant problem among the elderly or persons with a neurological impairment, and reflect a deficit in the nervous mechanisms underlying postural control. Previous research shows that the integration of sensory feedback is a crucial component of postural control and that presynaptic inhibition (PSI) plays an important role in controlling the sensory processing of information. The aim of this study was to identify the contribution of PSI to the induction of effective postural responses following an unexpected balance perturbation. We hypothesized that a decrease in PSI would contribute to the induction of these responses by increasing the influence of sensory feedback onto spinal networks during the perturbation. First we assessed the level of spinal excitability during perturbations, using the soleus H-reflex. Results show that spinal excitability is modulated according to the direction of the perturbation (forward and backward tilts) and that this modulation occurs 75 and 100 ms after tilt-onset in all subjects (p<0.05). To further estimate changes in PSI, spatial facilitation techniques were used. PSI was shown to decrease in both perturbation directions shortly after tilt onset at 75 and 100 ms (p<0.05), suggesting an increase in sensory transmission in the spinal cord. These observations suggest that sensory feedback is critical for the induction of effective postural responses and that impaired sensory transmission or integration, due to CNS lesions or ageing, may lead to certain balance deficits. Identifying patients with such impairments may improve fall risk-assessment and prevention.